系统分析与智能算复习重点精讲课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,系统分析与智能算法复习重点,系统分析与智能算法复习重点,计算题（,70%80%,）,系统结构分析 例题,3-6,一次二次指数平滑、一次二次移动平均（补充内容，见,PPT,相应例题）,回归分析 例题,4-8,投入产出 例题,4-12,13,评分比较法 例题,6-19,层次分析法 例题,6-20,模糊综合评判法 例题,6-21,对策 例题,7-12,15,，,16,模拟 例题,8-3,相应的作业题,考试允许带计算器,计算题（70%80%）系统结构分析 例题3-6考试允许带计,选择题与简答题,第一章,1,3,第二章,1,，,2,，,7,第三章,1,7,第四章,2,，,10,第六章,1,4,第七章,6,第八章,4,第五章，智能优化算法的几种常用具体算法名称；智能优化算法的优点和特点。常用的智能优化算法的基本核心思想；,选择题与简答题 第一章 1,3,系统结构分析：,P60,习题,2,已知系统,S=s1,，,s2,，,s3,，,s4,，,s5,的直接关系矩阵为：,试用结构分析法分析该系统的结构，并建立该系统的层次结构模型。并回答该系统是否存在子系统？是否存在孤立要素？,系统结构分析：P60习题2已知系统S=s1，s2，s3，s,系统结构分析,ISM,：,P60,习题,2,答案,（,1,）已知直接关联矩阵,M,s1,s2,s3,s4,s5,s1,1,0,0,1,0,s2,0,1,0,1,0,M=,s3,0,0,1,0,1,s4,0,1,0,1,1,s5,0,0,0,0,1,n=5,系统结构分析ISM：P60习题2答案（1）已知直接关联矩阵M,(2),求可达矩阵,T,：,T=Mn+1,T=M(n+1)=M6,1,0,0,1,0,1,0,0,1,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,M2=,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,1,=,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,布尔运算规则：,0+0=0 1+0=1 1+1=1,00=0 01=0 11=1,(2)求可达矩阵T：T=Mn+1T=M(n+1)=M61,1,1,0,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,1,0,M3=,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0,1,1,=,0,0,1,0,1,=M2,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,11011100100101101010M3=00101,s1,s2,s3,s4,s5,s1,1,1*,0,1,1*,s2,0,1,0,1,1*,T=M2=,s3,0,0,1,0,1,s4,0,1,0,1,1,s5,0,0,0,0,1,s1s2s3s4s5s111*011*s201011*T=M,(3),分解可达矩阵，确定层次要素,Si,母集合,R,（,Si,）,子集合,A,（,Si,）,交集,R(Si)A(Si),1,1,2,4,5,1,1,2,2,4,5,1,2,4,2,4,3,3,5,3,3,4,2,4,5,1,2,4,2,4,5,5,1,2,3,4,5,5,(3)分解可达矩阵，确定层次要素Si母集合R（Si）子集合,1,R(S5)A(S5)=R(S5)=5=S5,S5,为最上位要素,2,R(S2)A(S2)=R(S2)=2,4=S2,，,S4,R(S4)A(S4)=R(S4)=2,4=S2,，,S4,R(S3)A(S3)=R(S3)=3=S3,S2,S4,S3,为第二层要素,3,R(S1)A(S1)=R(S1)=1=S1,S1,为最底层要素,1R(S5)A(S5)=R(S5)=5=S5S5,(4),按,S=S5,S2,S4,S3,S1,重新排列可达矩阵,T,s1,s2,s3,s4,s5,s1,1,1*,0,1,1*,s2,0,1,0,1,1*,T=,s3,0,0,1,0,1,s4,0,1,0,1,1,s5,0,0,0,0,1,s1,s2,s3,s4,s5,s5,0,0,0,0,1,s2,0,1,0,1,1*,=,s4,0,1,0,1,1,s3,0,0,1,0,1,s1,1,1*,0,1,1*,s5,s2,s4,s3,s1,s5,1,0,0,0,0,s2,1*,1,1,0,0,=,s4,1,1,1,0,0,s3,1,0,0,1,0,s1,1*,1*,1,0,1,(4)按S=S5,S2,S4,S3,S1重新排列可达矩,(5),画层次结构图,S5,S3,S4,S2,S1,（,6,）不存在孤立要素，存在子系统,S2,，,S4,最上层,第二层,第三层,(5)画层次结构图S5S3S4S2S1（6）不存在孤立要素，,预测：,P109,习题,1,答案,1,某企业去年产品实际销售额数据如表,4-21,所示。,表,4-21,某企业去年产品实际销售额（单位：万元）,要求用时间序列法预测今年,1,月份的销售额：,（,1,）简单滑动预测法：,n=3,；,（,2,）加权滑动预测法：,n=3,，,W1=3,，,W2=2,，,W3=1,。,（,3,）指数平滑预测法：,=0.1,，,0.9,。,并计算各模型预测值的平均绝对误差，进行比较，选出精度较好的模型。,预测：P109习题1答案1某企业去年产品实际销售额数据如表,预测：,P109,习题,1,答案,月份（月）,实际销售（万）,简单滑动（,n=3,）,加权滑动（,n=3,）,指数平滑（,0.1,）,指数平滑（,0.9,）,预测值,绝对误差,预测值,绝对误差,预测值,绝对误差,预测值,绝对误差,1,10,2,12,10.00,2.00,10.00,2.00,3,13,10.20,2.80,11.80,1.20,4,16,11.67,4.33,12.17,3.83,10.48,5.52,12.88,3.12,5,19,13.67,5.33,14.33,4.67,11.03,7.97,15.69,3.31,6,23,16.00,7.00,17.00,6.00,11.83,11.17,18.67,4.33,7,26,19.33,6.67,20.50,5.50,12.95,13.05,22.57,3.43,8,30,22.67,7.33,23.83,6.17,14.25,15.75,25.66,4.34,9,28,26.33,1.67,27.50,0.50,15.83,12.17,29.57,1.57,10,18,28.00,10.00,28.33,10.33,17.04,0.96,28.16,10.16,11,16,25.33,9.33,23.33,7.33,17.14,1.14,19.02,3.02,12,14,20.67,6.67,18.67,4.67,17.03,3.03,16.30,2.30,13,16.00,15.33,16.72,14.23,平均绝对误差,6.48,5.44,6.87,3.53,预测：P109习题1答案月份（月）实际销售（万）简单滑动（n,简单滑动预测法计算公式,式中：,F,t,t,期的预测值；,X,i,i,期的实际值；,n,取平均数据的个数（即相加的数据个数）。,简单滑动预测法计算公式 式中：,加权滑动预测法计算公式,期的预测值；,期的实际值；,取平均数据的个数；,与,相对应的权值。,加权滑动预测法计算公式 期的预测值；期的实际值；取平,一次指数平滑预测法计算公式,第,期的预测值；,第,期的预测值；,第,期的实际值；,平滑系数；,0,0.640.560.470.430.41,故：,得出,6,个科研课题的优先排序为：,A1,、,A5,、,A4,、,A2,、,A6,、,A3,按照上述方法，可以依次求出其他几个课题的可行度为：,对策：,P196,习题,6,6.,今有一矩阵对策,求对策双方的最优策略和对策值。,对策：P196习题66.今有一矩阵对策,A=,该问题为有鞍点的最优纯策略,最优策略为（,X1,，,Y2,），对策值为,4.,系统分析与智能算复习重点精讲课件,例题,7-16,例,7-16,：设有对策,G= Sx,，,Sy,，,A,，,其中，,Sx = x1,，,x2,，,x3 ,、,Sy =y1,，,y2,，,y3,求：最优策略和对策值。,例题7-16例7-16：设有对策G= Sx，Sy，A，,优超原则,化简,赢得矩阵。,一个行向量（或列向量）的所有元素均比另一行向量（或列向量）的对应元素均为大（或小），则删除第二个行向量（或列向量） 。,X,：行：,最大,Y,：列：最小,X3,X4,X5,Y1 Y2 Y5,X3,X4,X5,X3,X4,Y1 Y2,优超原则化简赢得矩阵。X：行：Y：列：最小X3Y1 Y2 Y,解：,(1),模型简化：,(,优超原则,化简,赢得矩阵,),赢得矩阵就简化为,赢得矩阵再进一步简化为,解： (1)模型简化： (优超原则化简赢得矩阵),(2),求对策鞍点：,对局中人,X,：,对局中人,Y,：,故：,该问题不存在纯策略，,需采用混合策略法求解。,(2)求对策鞍点：,(3),求混合策略：,设,X,分别以概率,p,和概率,1-p,选择策略,x1,和,x2,；,Y,分别以概率,q,和概率,1-q,选择,y1,和,y2,；,则混合策略模型为：,(3)求混合策略：,对,X,来讲，期望收益值为：,当,Y,取,y1,时：,当,Y,取,y2,时：,两者应相等：,对X来讲，期望收益值为：,对,Y,来讲，期望收益值为：,当,X,取,x1,时：,当,X,取,x2,时：,两者应相等：,对Y来讲，期望收益值为：,最优策略,局中人,X,的最优策略为,局中人,Y,的最优策略为,在局势 下的,混合对策期望收益值,为：,最优策略局中人X的最优策略为,模拟：,P218,习题,1,1.,某汽车收费站有收费人员一人负责收费工作，根据过去的记录，得知汽车到达收费,站的时间间隔和收费员收费时间长度的频率如表,8-29,所示。,表,8-29,汽车到达收费站的时间间隔与收费员收费时间长度的频率,给出模拟汽车到达间隔的随机数为：,83,，,46,，,54,，,78,，,39,；模拟收费站收费时间长度的随机数为：,75,，,40,，,21,，,35,，,56,。要求：,(1),用蒙特卡罗模拟法模拟排队过程，从上午,8,点开始模拟。,(2),求：汽车在收费站的平均等待时间；,等待行列的平均汽车数；,收费员的平均服务时间。,(3),在上述计算的基础上，对该排队系统做出评价。,模拟：P218习题11.某汽车收费站有收费人员一人负责收费工,系统分析与智能算复习重点精讲课件,汽车到达收费站的时间间隔、累计频率和随机概率,达到时间间隔（,min,）,频率,累计频率,随机频率,3,0.05,0.05,00.04,4,0.1,0.15,0.050.14,5,0.25,0.4,0.150.39,6,0.35,0.75,0.40.74,7,0.2,0.95,0.750.95,8,0.05,1,0.940.99,收费员的服务时间长度、累计频率和随机概率,3,0.1,0.1,00.09,4,0.2,0.3,0.10.29,5,0.4,0.7,0.30.69,6,0.2,0.9,0.70.89,7,0.1,1,0.90.99,汽车到达收费站的时间间隔、累计频率和随机概率达到时间间隔（m,利用随机数模拟,8:00:00,开始,汽车,收费员,序号,随机数,到达时间间隔,到达时间,服务开始时间,随机数,服务时间,服务完成时间,等待时间,等待行列长度,收费员,汽车,1,83,7,8:07,8:07,75,6,8:13,7,2,46,6,8:13,8:13,40,5,8:18,3,54,6,8:19,8:19,21,4,8:23,1,4,78,7,8:26,8:26,35,5,8:31,3,5,39,5,8:31,8:31,56,5,8:36,合计,31,25,11,0,0,利用随机数模拟8:00:00开始汽车收费员序号随机数到,汽车的平均等待时间：,0min,等待队列的平均汽车数：,0,收费员的平均服务时间：,25/5=5min,汽车的平均到达时间间隔：,31/5=6.2min,汽车的平均等待时间：0min等待队列的平均汽车数：0收费员的,模拟：,P218,习题,2,2.,某汽车加油站有一人负责加油工作，根据过去的记录，得知汽车到达加油站的时间间隔和工作人员为汽车加油时间长度及频率如表,8-30,所示。,表,8-30,汽车到达加油站的时间间隔和加油时间长度及频率,给出模拟汽车到达间隔的随机数为：,26,，,46,，,32,，,78,，,12,，,35,，,43,，,87,，,99,，,21,；模拟加油站为汽车加油时间长度的随机数为：,34,，,80,，,61,，,45,，,73,，,23,，,67,，,98,，,11,，,35,。,要求：,(1),用蒙特卡罗模拟法模拟排队过程，从上午,8,点开始模拟。,(2),求：,汽车在加油站的平均等待时间；,等待行列的平均汽车数；,工作人员的平均服务时间。,汽车平均消耗时间,模拟：P218习题22.某汽车加油站有一人负责加油工作，根据,表,8-30,汽车到达加油站的时间间隔和加油时间长度及频率,表8-30 汽车到达加油站的时间间隔和加油时间长度及频率,汽车到达加油站的时间间隔、累计频率和随机概率,达到时间间隔（,min,）,频率,累计频率,随机频率,3,0.2,0.2,00.19,4,0.35,0.55,0.200.54,5,0.2,0.75,0.550.74,6,0.15,0.9,0.750.89,7,0.05,0.95,0.900.94,8,0.05,1,0.950.99,加油员的服务时间长度、累计频率和随机概率,3,0.4,0.4,00.39,4,0.2,0.6,0.40.59,5,0.15,0.75,0.60.74,6,0.15,0.9,0.750.89,7,0.1,1,0.90.99,汽车到达加油站的时间间隔、累计频率和随机概率达到时间间隔（m,8:00:00,开始,汽车,加油员,序号,随机数,到达时间间隔,到达时间,服务开始时间,随机数,服务时间,服务完成时间,等待时间,等待行列长度,加油员,汽车,1,26,4,8:04,8:04,34,3,8:07,4,2,46,4,8:08,8:08,80,6,8:14,1,3,32,4,8:12,8:14,61,5,8:19,2,1,4,78,6,8:18,8:19,45,4,8:23,1,1,5,12,3,8:21,8:23,73,5,8:28,2,1,6,35,4,8:25,8:28,23,3,8:31,3,1,7,43,4,8:29,8:31,67,5,8:36,2,1,8,87,6,8:35,8:36,98,7,8:43,1,1,9,99,8,8:43,8:43,11,3,8:46,10,21,4,8:47,8:47,35,3,8:50,1,合计,47,44,6,11,6,8:00:00开始汽车加油员序号随机数到达时间间隔到达,汽车的平均等待时间：,11/10=1.1min,等待队列的平均汽车数：,6/10=0.6,辆,加油员的平均服务时间：,44/10=4.4min,汽车的平均到达时间间隔：,47/10=4.7min,汽车在加油站的平均消耗时间：,1.1+4.4=5.5min,汽车的平均等待时间：11/10=1.1min等待队列的平均汽,系统,就是由,相互联系、相互作用,的,诸要素组成,的具有,一定功能,的,有机整体,。,一、系统定义,系统 就是由相互联系、相互作用的诸要素组成的具有一定功能的有,二、,系统的特性,系统的,特性,主要表现为系统的,整体性,、,相关性,、,目的性,和,环境适应性,。,二、系统的特性 系统的特性主要表现为系统的整体性、相关性、目,三、,系统理论,系统理论包括：,1,、,老三论,（形成于本世纪四十年代）：,一般系统论、控制论和信息论。,2,、,新三论,（形成于本世纪七十年代）：,耗散结构理论、协同论和突变论。,三、系统理论系统理论包括：,五、,系统分类,1,自然系统和人造系统：,自然系统是由自然物为要素形成的系统。如森林系统、人类系统、海洋系统、大气系统等等。组成要素是由人类制造、加工的系统叫做人工系统。如运输系统、经济系统、工程技术系统、经营管理系统等。,2,实体系统和概念系统：,实体系统是以矿物、生物等实体组成的系统，其要素是具有实体的物质；概念系统是由概念、原理、原则、方法、制度等观念性的东西组成的，如科技体制、教育体系、法律系统等。,3,封闭系统和开放系统：,封闭系统与外界环境不发生任何形式的交换。开放系统与环境有相互关系，能从环境得到输入，并向环境输出。,4,静态系统和动态系统：,这是以系统的形态是否随时间变化为标准来进行分类的,。,动态系统，是随时间而发生变化的系统。,五、系统分类1自然系统和人造系统：,一、系统工程（,Systems Engineering,）,系统工程定义：,系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标的综合最优化。,*,121,一、系统工程（Systems Engineering ）*1,系统工程理论与方法 ：,自然科学、社会科学的某些思想、理论、方法、策略与手段,系统工程的应用对象 ：,人们的生产、科研或经济活动 。,系统工程的研究内容 ：,系统工程的以“最优设计、最优控制和最优管理”为目的的系统分析、设计、制造和服务；,以及以“充分发挥人力、物力的潜力”为目的的各种组织管理活动；,系统工程的总目标：,是“综合最优化”。,系统工程理论与方法 ：,1.系统观念,系统的观念,就是,整体最优的观念,，它是在人类认识社会、认识自然的过程中形成的整体观念，或者称之为,全局观念,。,*,123,1.系统观念系统的观念就是整体最优的观念，它是在人类认识社会,系统工程基本思想：,涉及的科学、技术、工程、生产、经济、管理等方面的比较,复杂的事物,，都可以作为系统工程来看待、来处理。,作为系统工程来看待和处理的首要条件就是把要研究和处理的,事物看作是一个系统、一个整体。,在把一个事物作为一个系统来看待的前提下，,分析这个系统的各个组成部分及各个组成部分之间的关系。,系统工程基本思想： 涉及的科学、技术、工程、生产、经济、管,找出建立这个系统的,各个组成部分间合理、协调关系的办法。,系统性不仅表现在,系统整体协调的关系,上，而且还反映在,处理事物的方法、步骤和程序上,。,无论是对整体，还是对过程的分析、协调都坚持,最优化的原则,，,坚持定性与定量相结合的原则。,找出建立这个系统的各个组成部分间合理、协调关系的办法。系统,二 系统工程的本质与特点,1.,系统工程的本质,理解本质的两个方面：“系统性” 和“系统工程与其他工程的区别 ”。,所谓系统性问题,，就是系统设计、开发、管理、控制的目的性、整体性、相关性、最优性、综合性和环境适应性问题。,系统工程是工程战略、工程技